穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车及隧道暗挖衬砌施工方法技术

本发明专利技术公开了一种穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车及隧道暗挖衬砌施工方法，需要解决现有台车对二次衬砌的施工过程考虑不足，未能避免临空期的出现，给隧道施工带来很大的风险。该穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车包括：台车支撑系统、台车穿行支架系统以及台车模板系统，上述系统均安装压力传感器和数据采集和显示装置，所述数据采集和显示装置采集压力传感器信号并显示实时压力。本发明专利技术台车能有效解决大断面隧道分步拆除临时支撑出现临空期问题，拆撑全过程均有台车支撑实现受力转换，减少安全风险，浇筑过程一次成模，缩短工期，减轻劳动强度。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术属于于隧道暗挖设备及方法
，特别是涉及一种穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，以及利用该台车实现的隧道暗挖衬砌施工方法。

技术介绍

衬砌台车在地铁、公路、铁路等领域广泛使用，衬砌台车有效降低人工劳动强度，提高了二衬施工的作业效率。目前衬砌台车的结构基本相似，主要由模板系统、液压系统、行走系统、支架系统等构成，通过焊接以及螺栓连接构成整体。
在应用CRD工法（交叉中隔墙法）、CD工法等典型的隧道施工方法进行施工时，施工过程中均需预留临时支撑体系维持隧道的稳定，但在二次衬砌施工过程中需要拆除临时支撑，导致拆除临时支撑过程中存在无支撑的临空期的出现，增加施工风险。在专利号为“201510245418.3”的中国中公开了一种地铁隧道衬砌台车，该台车仅考虑了隧道内的施做空间问题，并未考虑临时支撑拆除过程的安全问题；在专利号为“201510573530.X”的中国中所公开的衬砌台车，充分考虑了台车自重、成本问题，缺少对施工过程中临时支撑影响的考虑。现有台车的机械性能不断改善，但是对二次衬砌的施工过程仍考虑不足，都未能避免临空期的出现，拆除临时支撑过程仅依靠工程经验，给隧道施工带来很大的风险。

技术实现思路

本专利技术的第一目的是提供一种穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车。
本专利技术的第二目的是提供一种及隧道暗挖衬砌施工方法。
为实现上述第一目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其包括：台车支撑系统、台车穿行支架系统以及台车模板系统；
所述台车支撑系统包括：
台车支撑系统框架，所述台车支撑系统框架用于安装台车支撑系统的其他部件；支撑立杆，所述支撑立杆用于支撑拱顶荷载；支撑液压装置，所述支撑液压装置的下端与所述支撑系统框架固定连接，上端与所述支撑立杆相连接；
所述穿行支架系统包括：
穿行支架框架，所述穿行支架框架用于安装穿行支架系统的其他部件；穿行支架液压装置，所述穿行支架系统液压装置的下端与所述穿行支架框架连接；穿行支架立杆，所述穿行支架立杆下端与所述穿行支架液压装置固定连接；支撑端头靴，所述支撑端头靴的下端与所述穿行支架立杆的上端连接，支撑端头靴可调整角度；支架横向连接锁扣，穿行作业时，支架横向连接锁扣通过螺栓将所述台车支撑系统和所述台车模板系统固定连接形成整体结构；
所述台车模板系统包括：
台车模板框架，所述台车模板框架用于安装台车模板系统的其他部件；模板液压装置，所述模板液压装置下端与所述台车模板框架固定连接；横梁，所述横梁与模板液压装置连接；弦杆，所述弦杆与所述横梁固定连接，横梁中部弦杆长度最长，弦杆长度由中部向两侧逐渐减小；模板调节丝杠，所述模板调节丝杠一端与所述台车模板框架连接，另一端与所述模板系统连接，用于调整模板角度。
本专利技术如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，所述的台车支撑系统框架由竖杆与横杆相互连接构成，相邻竖杆之间由横向支撑杆连接；所述支撑框架还包括行走轨轮，所述行走轨轮安装在支撑框架底部。
本专利技术如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，所述支撑液压装置的数量为四个，每排两个，排与排之间平行设置。
本专利技术如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，所述台车支撑系统还包括第一压力传感器，所述第一压力传感器安装在支撑立杆与支撑液压装置之间；第一数据采集和显示装置，所述第一数据采集和显示装置采集第一压力传感器信号并显示实时压力。
本专利技术如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，在所述的穿行支架系统中，所述穿行支架框架包括相互连接的竖杆和横杆；穿行支架框架还包括行走轨轮，所述行走轨轮安装在所述穿行支架框架底部。
本专利技术如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，所述穿行支架系统还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器安装在穿行支架系统立杆与穿行支架液压装置之间；第二数据采集和显示装置，所述第二数据采集和显示装置采集第二压力传感器信号并显示实时压力；所述穿行支架液压装置分三排布置，每排两个。
本专利技术如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，在所述的台车模板系统中，所述的台车模板框架包括连接的竖杆和横杆；台车模板框架还包括行走轨轮，所述行走轨轮安装在所述台车模板框架底部。
本专利技术如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，所述台车模板系统还包括第三压力传感器，所述第三压力传感器安装在模板支撑端部和弦杆端部；第三数据采集和显示装置，所述第三数据采集和显示装置采集第三压力传感器信号并显示实时压力。
本专利技术如上所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，进一步，所述台车模板系统还包括平板振动设备，所述平板振动设备安装在模板系统内侧，用于对模板振动实现对混凝土振捣。
为实现上述第二目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种隧道暗挖衬砌施工方法，包括以下步骤：
步骤1，隧道的底板分段浇筑，纵向长度每段不超过30m；
步骤2，移动台车支撑系统至第一段临时仰拱底部，通过在临时支撑对应位置处凿孔破除，完成台车支撑杆件的连接，通过液压装置升起支撑并加力，通过压力传感器观测杆件受力情况；
步骤3，移动穿行支架系统进入隧道，定位后与台车支撑系统完成连接；通过液压装置升起穿行支架支撑并加力，破除此段全部临时支撑结构，通过操作室观测各杆件安装的压力传感器的受力数据变化；
步骤4，台车支撑系统与穿行支架系统分体，通过观测杆件受力情况，分析合适时机收回台车支撑系统支撑立杆，向前移动至下一工作断面；
步骤5，完成穿行支架断面的防水及钢筋绑扎作业；
步骤6，台车模板系统移动至第一流水断面，通过定位完成与穿行支架系统连接合体，调整模板并完成衬砌的混凝土浇筑；
步骤7，待衬砌混凝土浇筑完成后穿行支架系统与台车支撑系统分体，观测杆件受力变化，选择合适时机收回支撑杆件，移动穿行支架，通过定位于台车支撑系统连接合体，进行下一段断面施做；
步骤8，开启平板振捣设备对混凝土振捣，保证混凝土浇筑质量；当混凝土达到设计强度要求后进行脱膜，二次衬砌浇筑完成；
通过对数据采集和显示装置数据的整理分析，若压力数据超过控制值，则提出预警，分析原因并提出相应辅助措施防止施工过程中危险的发生并继续监测，若压力数据低于控制值，则可继续施工作业。
本专利技术的有益效果是：
1、本专利技术有效解决大断面隧道分步拆除临时支撑出现临空期问题，拆撑全过程均有台车支撑实现受力转换，减少安全风险，浇筑过程一次成模，缩短工期，减轻劳动强度。
2、引入了穿行支架系统，台车支撑系统、台车模板系统均可与穿行支架系统同步施作，实现快速换撑、快速移动。
3、通过安装在支撑立杆、穿行支架立杆、模板支撑等部位的压力传感器，采集各杆件受力数据并实时反馈至工作平台，利用输出的杆件受力变化曲线，以信息化数据指导现场台车的施作及移动时机，做到各工况受力均可控、施作环境安全、精准作业的要求。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本专利技术，其中：
图1为穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车的整体示意图；
图2为穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车的台车支撑系统示意图；
图3为穿行式大断面隧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，包括：台车支撑系统、台车穿行支架系统以及台车模板系统；所述台车支撑系统包括：台车支撑系统框架，所述台车支撑系统框架用于安装台车支撑系统的其他部件；支撑立杆，所述支撑立杆用于支撑拱顶荷载；支撑液压装置，所述支撑液压装置的下端与所述支撑系统框架固定连接，上端与所述支撑立杆相连接；所述穿行支架系统包括：穿行支架框架，所述穿行支架框架用于安装穿行支架系统的其他部件；穿行支架液压装置，所述穿行支架系统液压装置的下端与所述穿行支架框架连接；穿行支架立杆，所述穿行支架立杆下端与所述穿行支架液压装置固定连接；支撑端头靴，所述支撑端头靴的下端与所述穿行支架立杆的上端连接，支撑端头靴可调整角度；支架横向连接锁扣，穿行作业时，支架横向连接锁扣通过螺栓将所述台车支撑系统和台车模板系统固定连接形成整体结构；所述台车模板系统包括：台车模板框架，所述台车模板框架用于安装台车模板系统的其他部件；模板液压装置，所述模板液压装置下端与所述台车模板框架固定连接；横梁，所述横梁与模板液压装置连接；弦杆，所述弦杆与所述横梁固定连接，横梁中部弦杆长度最长，弦杆长度由中部向两侧逐渐减小；模板调节丝杠，所述模板调节丝杠一端与所述台车模板框架连接，另一端与所述模板系统连接，用于调整模板角度。...

【技术特征摘要】
1.一种穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，包括：台车支撑系统、台车穿行支架系统以及台车模板系统；
所述台车支撑系统包括：
台车支撑系统框架，所述台车支撑系统框架用于安装台车支撑系统的其他部件；支撑立杆，所述支撑立杆用于支撑拱顶荷载；支撑液压装置，所述支撑液压装置的下端与所述支撑系统框架固定连接，上端与所述支撑立杆相连接；
所述穿行支架系统包括：
穿行支架框架，所述穿行支架框架用于安装穿行支架系统的其他部件；穿行支架液压装置，所述穿行支架系统液压装置的下端与所述穿行支架框架连接；穿行支架立杆，所述穿行支架立杆下端与所述穿行支架液压装置固定连接；支撑端头靴，所述支撑端头靴的下端与所述穿行支架立杆的上端连接，支撑端头靴可调整角度；支架横向连接锁扣，穿行作业时，支架横向连接锁扣通过螺栓将所述台车支撑系统和台车模板系统固定连接形成整体结构；
所述台车模板系统包括：
台车模板框架，所述台车模板框架用于安装台车模板系统的其他部件；模板液压装置，所述模板液压装置下端与所述台车模板框架固定连接；横梁，所述横梁与模板液压装置连接；弦杆，所述弦杆与所述横梁固定连接，横梁中部弦杆长度最长，弦杆长度由中部向两侧逐渐减小；模板调节丝杠，所述模板调节丝杠一端与所述台车模板框架连接，另一端与所述模板系统连接，用于调整模板角度。
2.根据权利要求1所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，所述的台车支撑系统框架由竖杆与横杆相互连接构成，相邻竖杆之间由横向支撑杆连接；所述支撑框架还包括行走轨轮，所述行走轨轮安装在支撑框架底部。
3.根据权利要求2所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，所述支撑液压装置的数量为四个，每排两个，排与排之间平行设置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，所述台车支撑系统还包括第一压力传感器，所述第一压力传感器安装在支撑立杆与支撑液压装置之间；第一数据采集和显示装置，所述第一数据采集和显示装置采集第一压力传感器信号并显示实时压力。
5.根据权利要求1所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，在所述的穿行支架系统中，所述穿行支架框架包括相互连接的竖杆和横杆；穿行支架框架还包括行走轨轮，所述行走轨轮安装在所述穿行支架框架底部。
6.根据权利要求5所述的穿行式大断面隧道暗挖衬砌台车，其特征在于，所述穿行支架系统还包括第二压力传感器，所述第二压力传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文亮，郑巍，薛炜，付春青，郭哲，
申请(专利权)人：北京住总集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11